【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于有機廢水處理，特別涉及一種基于離子交換樹脂的電芬頓技術及應用。
技術介紹
1、環境中的有機廢水主要來源于工業生產、農業活動和日常生活中，如果未經處理或處理不充分就直接排放到環境中，會對水體、土壤、生態系統以及人類健康造成一系列的危害。常見的處理方法有物理法、化學法和生物法等。然而，這些方法普遍存在處理效率低、局限性大、可能導致二次污染以及處理成本高等缺點。
2、近年來，電芬頓技術作為一種先進的氧化處理方法，因其能夠生成具有強氧化性的活性組分，逐漸成為處理有機廢水的新興技術。與傳統的芬頓技術相比，電芬頓技術克服了其在反應中大量使用fe2+、h2o2利用率低、適用ph范圍窄以及反應后生成大量含鐵污泥等問題。因此，電芬頓技術在有機廢水處理領域展現了良好的應用前景。
3、電芬頓技術通常選用具有穩定化學性能、長使用壽命、優良耐久性、大比表面積以及低成本等優點的碳材料作為電極，例如碳氈、活性炭、石墨烯和石墨氈等。選擇用過渡金屬氧化物蝕刻碳材料作為陰極材料，不僅可以增加碳材料的比表面積，使其表面更加粗糙，提供更多的活性位點，還能夠促進氧氣吸附和活性氧形成，進而有利于有機污染物的氧化降解。在使用電芬頓技術處理有機廢水時，通常需要加入液體電解質以降低電阻率和電壓，這不僅增加了運營成本，還可能帶來二次污染。
4、本專利技術用離子交換樹脂作為固體電解質代替傳統的液體電解質，構建新型的電芬頓技術，以消除電解質造成的二次污染，并應用于處理有機廢水。通過過渡金屬氧化物在高溫下刻蝕石墨氈，以制備高效陰極材料；
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于針對現有技術的不足，建立一種基于離子交換樹脂的電芬頓技術，并應用于降解有機廢水的方法。該電芬頓技術具有處理效果優良、無二次污染、適用廣泛的ph范圍、工藝簡單、可循環使用和對環境友好環保等優點。
2、本專利技術的技術方案是：采用過渡金屬氧化物刻蝕的石墨氈作為陰極材料；選擇離子交換樹脂作為固體電解質，并加入導電材料調控其導電性能；構建新型的基于離子交換樹脂的電芬頓技術體系，并應用于處理有機廢水。
3、本專利技術涉及一種基于離子交換樹脂的電芬頓技術及應用，包括以下步驟：
4、（1）厚度為2~5?mm的石墨氈分別用乙醇和去離子水清洗，并干燥，然后，浸沒于摩爾濃度為5.0?mmol/l過渡金屬的乙酸鹽溶液中，超聲處理30?min，取出的石墨氈自然干燥后置于馬弗爐中，200～300?℃煅燒0.5～2.0?h，再升溫到300～600?℃煅燒0.5～2.0?h，得到過渡金屬氧化物刻蝕的石墨氈陰極材料；
5、所述過渡金屬的乙酸鹽為乙酸鐵、乙酸鈷或乙酸錳中任意一種或二種；
6、（2）將離子交換樹脂和導電材料加入乙醇中，室溫下攪拌24?h，過濾，干燥即可；
7、所述離子交換樹脂為磺酸基離子交換樹脂、羧酸基離子交換樹脂、季銨基離子交換樹脂或叔胺基離子交換樹脂中的任意一種或二種，離子交換樹脂的粒徑范圍為0.05～2.0?mm；
8、所述導電材料為石墨烯、多壁碳納米管或導電炭黑中的任意一種，離子交換樹脂和導電材料的質量比為375~200；
9、（3）在室溫下，過渡金屬氧化物刻蝕的石墨氈作為陰極，鍍釕鈦板作為陽極，負載導電材料的離子交換樹脂作為固體電解質，組裝電芬頓廢水處理裝置，施加一定電流，處理有機廢水，間隔一定時間取樣分析，計算廢水中有機污染物降解率。
10、本專利技術相對于現有技術的優勢主要體現在：
11、（1）本專利技術選擇用過渡金屬氧化物蝕刻碳材料作為陰極材料，促進碳材料表面缺陷和多孔結構形成，提供更多活性位點，還能夠促進氧氣吸附和活性氧形成，進而有利于有機污染物的氧化降解。
12、（2）用離子交換樹脂作為固體電解質代替傳統的液體電解質，構建新型的電芬頓技術，以消除液體電解質造成的二次污染，并應用于處理有機廢水。
13、（3）通過在離子交換樹脂表面負載石墨烯、多壁碳納米管等導電材料，以提高導電率和離子遷移速率，降低廢水處理能耗。
14、（4）本專利技術構建基于離子交換樹脂的電芬頓技術體系具有成本低廉、無二次污染、循環使用能力良好、操作簡便以及較高的有機廢水降解效率等優點。
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1.一種基于離子交換樹脂的電芬頓技術，其特征在于：按以下步驟進行，
2.根據權利要求1所述方法得到的一種基于離子交換樹脂的電芬頓技術的應用，其特征在于：在室溫下，過渡金屬氧化物刻蝕的石墨氈作為陰極，鍍釕鈦板作為陽極，負載導電材料的離子交換樹脂作為固體電解質，組裝電芬頓廢水處理裝置，施加一定電流，處理有機廢水，間隔一定時間取樣分析，計算廢水中有機污染物降解率。
【技術特征摘要】
1.一種基于離子交換樹脂的電芬頓技術，其特征在于：按以下步驟進行，
2.根據權利要求1所述方法得到的一種基于離子交換樹脂的電芬頓技術的應用，其特征在于：在室溫下，過渡金屬氧化...
【專利技術屬性】
技術研發人員：國偉林，邱璇，王榮帥，牟乙文，謝瑞琪，楊紅磊，
申請(專利權)人：濟南大學，
類型：發明
國別省市：
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